(57)【要約】      （修正有）【課題】方形波変調のDクラスオーディオアンプのキャリア周波数、或いは、キャリア位相を制御する設計を提供する。【解決手段】ハーフブリッジ接続モードは、入力信号と方形波を受信するPWM変調器と、プレドライバと、パワーMOS回路と、からなり、方形波により、出力キャリアの変調周波数を制御し、その後、パワーMOS回路により、信号を出力して、スピーカーを駆動する。フルブリッジ接続モードは、入力信号を受信するPWM変調器と、二つのプレドライバと、二つのパワーMOS回路と、からなり、方形波により、出力キャリアの変調を制御し、その後、パワーMOS回路により、信号を出力して、共同で、スピーカーを駆動する。本考案の簡易な方形波変調により、公知技術の三角波キャリア変調を代替する設計で、Dクラスオーディオアンプ回路設計を簡潔化し、信号歪みを減少させる。【選択図】図６
0003117597.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計であって、
入力信号と方形波を受信するPWM変調器と、プレドライバと、パワーMOS回路と、からなり、
前記パワーMOS回路は、出力信号を出力して、スピーカーを駆動し、前記方形波により、前記PWM変調器のキャリア周波数と位相を制御し、更に、前記Dクラスオーディオアンプの出力信号のキャリア周波数と位相を制御し、且つ、前記パワーMOS回路は、信号を、前記PWM変調器にフィードバックする
ことを特徴とするハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計。
【請求項２】
フルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計であって、
二つの入力信号と二つの方形波を受信するPWM変調器と、二つのプレドライバと、二つのパワーMOS回路と、からなり、
前記PWM変調器は、二つの信号を出力し、それぞれ、前記プレドライバを駆動した後、更に、前記パワーMOS回路を駆動し、前記二つのパワーMOS回路は、フィルターを経て、共同で、スピーカーを駆動し、前記二つの方形波により、それぞれ、前記PWM変調器の二つのキャリア周波数と位相を制御し、更に、前記Dクラスオーディオアンプの二つの出力信号のキャリア周波数と位相を制御し、且つ、前記二つのパワーMOS回路は、それぞれ、信号を、前記PWM変調器にフィードバックする
ことを特徴とするフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計。
【請求項３】
フルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計であって、
二つの入力信号と方形波を受信するPWMと、二つのプレドライバと、二つのパワーMOS回路と、からなり、
前記PWM変調器は、二つの信号を出力し、それぞれ、前記プレドライバを駆動した後、更に、前記パワーMOS回路を駆動し、前記二つのパワーMOS回路は、フィルターを経て、スピーカーを駆動し、前記方形波により、前記PWM変調器のキャリア周波数と位相を制御し、更に、前記Dクラスオーディオアンプの出力信号のキャリア周波数と位相を制御し、且つ、前記二つのパワーMOS回路は、それぞれ、信号を、前記PWM変調器にフィードバックする
ことを特徴とするフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計。
【請求項４】
前記パワーMOS回路は、パワーCMOS回路である
ことを特徴とする請求項１、２、或いは、３に記載のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、Dクラスオーディオアンプに関するものであって、特に、方形波変調により、キャリア周波数、或いは、キャリア位相を制御するDクラスオーディオアンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、公知のDクラスオーディオアンプの回路図である。オーディオ信号Ｖinは、左側の両入力端ａ、ｂから、演算増幅器１に入力される。演算増幅器１は、二つのオーディオ信号をそれぞれ、演算増幅器２、３に出力し、その後、それぞれ、プレドライバ（predriver）４と５により、出力信号を生成し、パワーCMOS回路６、７を駆動して、出力信号OUTA、OUTBを生成する。出力信号OUTA、OUTBは、それぞれ、スピーカー８を駆動し、これは、プッシュプル（push−pull）回路で、いわゆるBTL（Bridge  Tied  Load）設計である。抵抗器９と１０は、信号をフィードバックするのに用いられ、コンデンサ１１と１２は、補償回路である。インダクタ１３と１４、コンデンサ１５は、フィルター回路である。５００KHZの三角波Ｖtriangularは、演算増幅器２、３に入力されて、演算増幅器２、３に入力される二つのキャリア信号を同期化する。これにより、出力信号OUTA、OUTBのキャリア位相は、図２（ａ）で示されるように、互いに等しくなる。或いは、出力信号OUTA、OUTBのキャリア位相差は、図２（ｂ）で示されるように、１８０度になる。演算増幅器１、２、３は、協調して、PWM（Pulse  Width  Modulator）を形成する。PWM変調器は、各種設計があり、ここで示されるのは、そのうちの一つの設計である。
【０００３】
上述の回路の三角波Ｖtriangularは、別途に三角波生成器が必要で、しかし、三角波生成器は、複雑で、精確な三角波を形成するのは困難なので、複雑な三角波形成器を、IC設計中に置入するのは、回路空間を占有し、コストを増加させる。三角波の同期化設計は、演算増幅器２、３にとって、方形波の方式で簡潔にし、製造コストを減少させることができる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案は、Dクラスオーディオアンプの、キャリア周波数、或いは、キャリア位相を制御する設計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案のハーフブリッジ接続モードは、入力信号と方形波を受信するPWMと、プレドライバと、パワーMOS回路と、からなり、方形波により、出力キャリアの変調周波数を制御し、その後、パワーMOS回路により、信号を出力して、スピーカーを駆動する。フルブリッジ接続モードは、二つの入力信号と二つの方形波を受信するPWMと、二つのプレドライバと、二つのパワーMOS回路と、からなり、二つの信号を形成し、方形波により、二つの出力キャリアの変調周波数を制御し、その後、二つのパワーMOS回路により、それぞれ、信号を出力して、共同で、スピーカーを駆動する。
【考案の効果】
【０００６】
本考案は、簡易な方形波変調により、公知技術の三角波キャリア変調を代替する設計で、Dクラスオーディオアンプ回路設計を簡潔化し、信号歪みを減少させる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００７】
図３は、本考案のハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプを示す図である。オーディオ信号Ｖinは、左側の入力端ａから、PWM変調器２０に入力されると共に、方形波信号Ｖsquarelを、PWM変調器２０に入力する。PWM変調器２０は、オーディオ信号をプレドライバ２１に出力して、信号を生成し、パワーCMOS回路２２を駆動して、出力信号OUTCを生成する。出力信号OUTCは、インダクタ２３とコンデンサ２４のフィルター回路により、スピーカー２５を駆動し、これが、ハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプ設計である。
【０００８】
図４は、本考案のハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの回路図である。オーディオ信号Ｖinは、左側の入力端ａから、演算増幅器２０１に入力されると共に、演算増幅器２０１は、オーディオ信号を、演算増幅器２０２に入力する。その後、プレドライバ２１を経過して、信号を生成し、パワーCMOS回路２２を駆動して、出力信号OUTCを生成する。出力信号OUTCは、インダクタ２３とコンデンサ２４のフィルター回路により、スピーカー２５を駆動し、これが、ハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプ設計である。抵抗器２０３は、信号をフィードバックするのに用いられ、コンデンサ２０４は、補償回路である。インダクタ２３とコンデンサ２４は、フィルターに用いられる。演算増幅器２０１と演算増幅器２０２は、いわゆるPWM変調器を形成する。且つ、方形波信号Ｖsquarelはｆ点に入力され、変調信号となる。Ｖsquarelは、固定、或いは、不固定周波数の方形波である。PWM変調器は、各種設計があり、ここで示されるのは、そのうちの一つの設計である。
【０００９】
図４の回路の最大の特徴は、方形波信号Ｖsquarelは、図１中の５００KHZの三角波Ｖtriangularを代替し、Ｖsquarelは、出力信号OUTCのキャリア周波数を制御することが出来ることである。この種の回路設計は、複雑な三角波生成器を省略することが出来、方形波回路設計は、三角波回路設計より断然簡単で、IC設計中の回路空間を省略する。よって、コストを抑制する。
【００１０】
図５は、本考案のフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプを示す図で、オーディオ信号Ｖinは、左側の両入力端ａ、ｂから、PWM変調器３０に入力され、同時に、一つ方形波、或いは、二つの方形波をPWM変調器３０に入力する。PWM変調器３０は、二つのオーディオ信号を、プレドライバ３１、３２にそれぞれ出力して、パワーCMOS回路３３、３４を駆動して、出力信号OUTCとOUTDを生成する。出力信号OUTCとOUTDは、それぞれ、インダクタ３５、３６とコンデンサ３７、３８の二つのフィルター回路により、スピーカー３９を駆動し、これが、プッシュプル回路で、いわゆるBTL設計である。
【００１１】
図６は、本考案のフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプを示す図で、図５のPWM変調器３０回路を詳しく説明しており、その他は、図５と相同である。PWM変調器３０中、二つの部分に分割され、ひとつは、演算増幅器３０１、３０２、もう一つは、演算増幅器３０３、３０４を有し、それぞれ、ａ、ｂ点から、オーディオ信号Ｖinを受信すると共に、ｃ、ｄ点から、方形波信号Ｖsquarel1、Ｖsquarel2を受信する。Ｖsquarel1、Ｖsquarel2は、固定、或いは、不固定の周波数で、両者間は、固定の位相差、或いは、不固定の位相差がある。抵抗器３０５、３０６は、信号をフィードバックするもので、コンデンサ３０７、３０８は、補償回路である。PWM変調器は、各種設計があり、ここで示されるのは、そのうちの一つの設計である。
【００１２】
図６の回路の最大の特徴は、Ｖsquarel1、Ｖsquarel2により、図１中の５００KHZの三角波Ｖtriangularを代替し、Ｖsquarel1、Ｖsquarel2は、出力信号OUTCとOUTDのキャリア位相と周波数を制御することが出来ることである。この種の回路設計は、複雑な三角波生成器を省略することが出来、方形波回路設計は、三角波回路設計より断然簡単で、IC設計中の回路空間を省略する。よって、コストを抑制する。
【００１３】
図７は、本考案のもう一つのフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの回路図である。演算増幅器４０１、４０２、４０３の組合せは、図６の演算増幅器３０１、３０２、３０３、３０４の組合せを代替し、残りは、図６と相同である。オーディオ信号Ｖinは、左側の両入力端ａ、ｂから、演算増幅器４０１に入力される。演算増幅器４０１は、二つのオーディオ信号をそれぞれ、演算増幅器４０２、４０３に出力し、その後、それぞれ、プレドライバ（predriver）３１と３２により、出力信号を生成し、パワーCMOS回路３３、３４を駆動して、出力信号OUTC、OUTDを生成する。出力信号OUTC、OUTDは、フィルター回路を通過して、スピーカー３９を駆動し、これは、いわゆるBTL（Bridge  Tied  Load）設計である。抵抗器４０４と４０５は、信号をフィードバックするのに用いられ、コンデンサ４０６と４０７は、補償回路である。インダクタ３５と３６、コンデンサ３７、３８は、フィルター回路である。演算増幅器４０１、４０２、４０３は、いわゆるPWM変調器を形成する。且つ、方形波信号Ｖsquarelは、演算増幅器４０１の入力端ｅに入力され、変調信号となる。
【００１４】
図７の回路の最大の特徴は、方形波信号Ｖsquarelは、図１中の５００KHZの三角波Ｖtriangularを代替し、Ｖsquarelは、出力信号OUTCとOUTDのキャリア位相と周波数を制御することが出来ることである。この種の回路設計は、複雑な三角波生成器を省略することが出来、方形波回路設計は、三角波回路設計より断然簡単で、IC設計中の回路空間を省略する。よって、コストを抑制する。
【００１５】
上述の全パワーCMOS回路は、一般のMOS回路に変更してもよい。
【００１６】
本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本考案明の保護範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】公知のDクラスオーディオアンプの回路図である。
【図２】公知のDクラスオーディオアンプの出力信号を示す図である。
【図３】本考案のハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプを示す図である。
【図４】本考案のハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの回路図である。
【図５】本考案のフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプを示す図である。
【図６】本考案のフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの回路図である。
【図７】本考案のもう一つのフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの回路図である。
【符号の説明】
【００１８】
１、２、３、２０１、２０２、３０１、３０２、３０３、３０４、４０１、４０２、４０３…演算増幅器
４、５、２１、３１、３２…プレドライバ（predriver）
６、７、２２、３３、３４…パワーCMOS回路
８、２５、３９…スピーカー
９、１０、２０３、３０５、３０６、４０４、４０５…抵抗器
１１、１２、１５、２４、３７、３８、２０４、３０７、３０８、４０６、４０７…コンデンサ
１３、１４、２３、３５、３６…インダクタ
２０、３０…PWM変調器
【図１】
0003117597.tif 000003
【図２】
0003117597.tif 000004
【図３】
0003117597.tif 000005
【図４】
0003117597.tif 000006
【図５】
0003117597.tif 000007
【図６】
0003117597.tif 000008
【図７】
0003117597.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月17日(2005.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計回路であって、
入力信号と方形波を受信するPWM変調器と、プレドライバと、パワーMOS回路と、からなり、
前記パワーMOS回路は、出力信号を出力して、スピーカーを駆動し、前記方形波により、前記PWM変調器のキャリア周波数と位相を制御し、更に、前記Dクラスオーディオアンプの出力信号のキャリア周波数と位相を制御し、且つ、前記パワーMOS回路は、信号を、前記PWM変調器にフィードバックする
ことを特徴とするハーフブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
フルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計回路であって、
二つの入力信号と二つの方形波を受信するPWM変調器と、二つのプレドライバと、二つのパワーMOS回路と、からなり、
前記PWM変調器は、二つの信号を出力し、それぞれ、前記プレドライバを駆動した後、更に、前記パワーMOS回路を駆動し、前記二つのパワーMOS回路は、フィルターを経て、共同で、スピーカーを駆動し、前記二つの方形波により、それぞれ、前記PWM変調器の二つのキャリア周波数と位相を制御し、更に、前記Dクラスオーディオアンプの二つの出力信号のキャリア周波数と位相を制御し、且つ、前記二つのパワーMOS回路は、それぞれ、信号を、前記PWM変調器にフィードバックする
ことを特徴とするフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計回路。
【手続補正３】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
フルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計回路であって、
二つの入力信号と方形波を受信するPWMと、二つのプレドライバと、二つのパワーMOS回路と、からなり、
前記PWM変調器は、二つの信号を出力し、それぞれ、前記プレドライバを駆動した後、更に、前記パワーMOS回路を駆動し、前記二つのパワーMOS回路は、フィルターを経て、スピーカーを駆動し、前記方形波により、前記PWM変調器のキャリア周波数と位相を制御し、更に、前記Dクラスオーディオアンプの出力信号のキャリア周波数と位相を制御し、且つ、前記二つのパワーMOS回路は、それぞれ、信号を、前記PWM変調器にフィードバックする
ことを特徴とするフルブリッジ接続のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計回路。
【手続補正４】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記パワーMOS回路は、パワーCMOS回路である
ことを特徴とする請求項１、２、或いは、３に記載のDクラスオーディオアンプの方形波変調設計回路。